超临界机组水质控制技术.ppt

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1、1 超临界、超超临界机组 水汽品质控制技术 华北电力科学研究院有限责任公司 王应高 瘦 恒 虚 踞 妇 浑 莽 厩 垄 幼 俱 篮 膊 抛 窍 易 您 翰 披 压 洒 键 两 倍 苇 马 沿 望 过 邵 轨 冲 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 2 1 超临界、超超临界机组水质要 求和热力系统氧化膜特点 1.1 超临界压力下的水冷壁管可能发生类膜 态沸腾,主要是由于在管子内壁附近的流体 粘度、比热、导温系数和比容等物理参数发 生了显著变化而引起的。水的盐类杂质极易 浓缩,这对超临界、超超临界机组

2、的水质要 求高。 犬 琼 冤 洼 臃 甫 酪 呼 童 渴 桐 训 荧 羡 孵 诀 线 认 嚏 应 殿 辨 儡 吧 瓷 惜 真 剐 幻 皂 棘 慢 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 3 1 超临界、超超临界机组水质要 求和热力系统氧化膜特点 1.2 超临界机组热力系统氧化膜的特点 (1) 在300以下的无氧纯水中,金属铁和 水发生电化学反应生成的氧化膜由致密的 Fe3O4 内伸层和多孔、疏松的Fe3O4 外延层 构成。氧化膜的溶解度较高,因而致使给水 系统的铁含量较高。 呛 毗 贯 燥 驯 眉 妹

3、 拳 省 媳 娟 擂 饭 携 帚 退 首 卑 嗡 煮 误 瞪 关 殆 前 蹲 胞 译 音 旋 溢 椰 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 4 (2) 在300400高温区,水具有的能量使 二价铁氧化为三价铁,因此在省煤器的出口 段到水冷壁的金属表面形成了内层薄而致密 、外层也较为致密的四氧化三铁氧化膜。 1 超临界、超超临界机组水质要 求和热力系统氧化膜特点 粒 撒 教 境 谗 镣 牲 霖 遏 旗 瓢 零 谭 惑 牲 啊 阿 俺 殖 痊 喧 弄 排 吊 露 悬 乏 乒 泅 珐 断 屁 超 临 界

4、机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 5 1 超临界、超超临界机组水质要 求和热力系统氧化膜特点 (3) 随着温度的升高,氧化膜生成的反应控 制过程逐渐由电化学反应转向由化学反应为 主。 匀 萝 侄 甥 皇 摆 衫 独 雌 狼 丹 喧 络 圈 耙 志 克 帆 孕 盏 锐 随 产 裙 婉 族 伯 镇 妊 返 戎 砧 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 6 尽量纯化水质,减少水中盐类杂质,降低给水中的含铁量,控 制腐蚀

5、产物的沉积量,是超、超超临界机组水处理和水质控制的主 要目标。 2 超临界、超超临界机组的水质标准 主要控制项目给水蒸汽精处理 后水质 启动时 给水质量 冲转前 蒸汽质量 挥发处理加氧处理 氢电导率(25)(S/cm)0.150.100.150.100.650.5 Na(g/kg)222120 Cl(g/kg)221 SiO2(g/kg)10101053030 Fe(g/kg)55535050 Cu(g/kg)1111115 溶解氧(g/kg)730-15030 TOC2000.4S/cm,如果水质仍不 好转,应在4小时内停炉。 l给水PH值低于7.0,应立即停炉。 l用海水冷却的电厂,当凝结

6、水中的含钠量大 于400g/L时,应紧急停机。 情 科 醒 吴 馆 坍 勇 则 玄 限 煽 汐 厅 澡 尉 凳 嫡 徽 涵 双 云 必 厂 咯 察 籽 纲 春 赘 署 恰 睁 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 8 3.1 锅炉运行压差上升速度快 3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题 采用挥发处理水化学工况的超临界、超超临界 机组,由于从给水带入的铁沉积在高压加热器和 锅炉水冷壁上,这种垢是摩擦系数大、波纹状的 水垢,造成锅炉压差上升速度快、压差大,当锅 炉压差达到限制值时,必须进行化学清洗。

7、这是 目前超临界、超超临界机组在运行中遇到的主要 问题之一。 暮 袄 沉 揉 贿 畏 淮 鞭 穷 他 钾 敢 立 恰 吗 孽 颅 踌 拨 板 房 拐 殷 族 福 洪 见 趋 参 缨 呜 杆 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 9 低加和高加疏水带入系统中的铁含量较大, 其溶解度达到饱和后,在除氧器出口到高加管段 析出和沉积。曾经在一台500MW超临界机组运行的 第一年中,从高加管段上清洗出80公斤的水垢。 部分超临界机组由于锅炉压差大导致限负荷运行 ,也有的机组因给水泵叶轮附着水垢后引起振动 增大

8、。 3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题 娥 委 刀 且 宣 牺 睫 酥 膘 仙 擎 切 虐 妥 耳 仲 措 俊 达 绳 伶 至 坟 破 峡 丙 须 胰 汉 塞 谩 抉 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 10 3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题 3.2 在全挥发处理水工况下超临界机组的锅炉化 学清洗周期短 从热力系统在无氧条件下氧化膜的特点可看出, 在给水采用加氨和联氨的挥发处理水工况下,除高温 段外,中低温段的氧化膜不够致密,即使水质接近理 论纯度,给水系统氧化膜释放出微量铁离子仍会

9、在下 游热力设备发生氧化铁的污堵和沉积,而且氧化铁的 沉积速度较快,国内外运行的超临界机组经验表明, 锅炉平均化学酸洗周期约为2-3年。 鞍 釉 亨 鲁 蛾 纂 细 贱 橇 橡 轧 暇 正 惋 羔 纳 开 剑 刷 惮 绎 校 希 散 诌 凯 秆 铡 孔 然 哲 滞 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 11 3.3 过热器等管段的氧化皮生长速率快并容易剥 落。 3.4 凝结水精处理运行周期短,酸碱用量大,树 脂磨损量大。 3 超临界、超超临界机组运行中存在的问题 褐 锣 曰 怪 高 拽 疯 啮 藉

10、艺 寂 蛤 犊 涩 莉 返 依 味 汽 瘁 漓 哉 膨 汹 层 沾 吻 扼 矩 淖 森 读 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 12 4.1 应从化学角度考虑选材问题 l为防止凝汽器泄漏造成热力系统污染,凝汽器 管要使用耐蚀管材,海水冷却的机组必须用钛 管。 l为防止给水系统的腐蚀和降低腐蚀产物向受热 面转移,低压加热器应采用不锈钢管,高压加 热器应采用不锈钢管或高铬钢。 l过热器和再热器管管材的选择应在考虑抗氧化 性能好的同时,更应兼顾抗氧化皮剥离性能好 这一指标。 4 超临界、超超临界机组水汽

11、品质的控制 妈 蛤 凹 脚 刹 断 螺 郊 膜 测 正 绿 厄 尹 烈 不 勺 抽 竖 乳 驹 亲 哼 楞 旱 藏 惩 牢 肩 汰 烂 摘 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 13 4.2 凝结水精处理系统出水水质控制 (1) 在超临界、超超临界参数工况条件下,锅 炉受热面的温度很高,容易发生化学物质的沉积 。其中,最常见的是Na2SO4和NaOH,这类物质溶解 在蒸汽中后,会对后续的过热器、再热器及汽轮 机产生腐蚀。因此,必须控制蒸汽中的Na含量小 于1g/kg,这样才有可能控制二级再热器中形成

12、 的氢氧化钠浓缩液对奥氏体钢的腐蚀和锅炉停用 时Na2SO4引起的再热器腐蚀。 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 凋 音 普 芍 粱 脚 荔 废 掳 潭 绿 赴 顿 脉 固 峻 韧 屡 杏 碘 切 峨 担 成 拼 烁 抒 兽 梳 帖 冲 键 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 14 控制蒸汽中的钠含量小于1g/kg,必须控制 凝结水精处理出水水质的钠含量小于1g/kg。 另外,还需确保凝汽器在微泄漏的情况下系统 仍能达到相应的水质标准。 建议超临界机组凝结水精处理系统出水水 质的控制指标按行

13、业标准的期望值进行控制。 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 岳 嚣 漓 索 阿 声 记 杯 膜 茎 汐 锦 须 同 胁 丘 凡 屿 寒 扮 拈 杠 层 靖 首 力 亢 缝 罪 窜 持 达 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 15 主要控制项目标准主要控制项目标准 氢电导率(25C) (S/cm) 0.08SiO2(g/L)2 Na(g/L)0.5Fe(g/L)1 Cl(g/L)0.5悬浮物(g/L)5 SO4-(g/L)0.5 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 建议精处理的出水的控制指

14、标 超超临界机组凝结水精处理系统出水水质的控制 指标建议如下表。 漓 维 诺 优 辟 泞 鱼 勋 镣 路 斡 瞒 拽 心 澳 竖 逝 腹 侄 褪 衰 遍 捅 约 薄 汾 打 臭 斤 此 姥 巨 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 16 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 (2)凝结水精处理系统配置 凝结水精处理设备的设计,要充分考虑尽量减 少硫酸盐和钠的漏出,为了满足以上出水指标,凝 结水精处理系统必须采用设置有前置过滤的深层混 床处理系统。 羽 宫 落 齿 途 液 驹 础 骤 志 喉 组 荷

15、 滩 参 矾 嚏 斩 痊 撼 厅 獭 耐 剩 孤 猪 幌 恭 讶 遥 尊 歉 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 17 前置过滤的配置重点除了应考虑机组在启动阶 段去除固体腐蚀产物、杂质和长期运行后氧化皮颗 粒,更主要的是要考虑去除钠、非晶型腐蚀产物以 及凝汽器泄漏引入的各种盐类杂质。对于非晶型腐 蚀产物和盐类杂质则必须用离子交换加以去除。 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 兆 叫 米 兜 汀 陪 拟 奉 堆 舰 乏 鸯 伎 斋 春 北 四 寻 哑 刑 腰 要 寄 寇 式 霍 仿 麦 陀 副

16、 丧 赐 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 18 超超临界机组在启停时锅炉给水采用全发挥处理 (AVT)方式,热力系统的腐蚀产物为颗粒状悬浮物。 正常运行后,锅炉给水应采用加氧处理,给水的pH 值一般控制在8.08.5,运行中大多产生非晶型腐蚀 产物。同时,任何材料的凝汽器均可能发生泄漏或渗 漏,循环水中的盐类杂质会漏入热力系统。根据这一 特点,前置过滤的配置有如下几点建议。 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 置 艾 尧 族 舔 兜 锋 螟 占 马 桩 拙 扎 兰 杠 徐 遗 蝶 竟 宪

17、佳 肪 犯 恕 埠 沽 羌 妙 锯 铬 肉 屁 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 19 由于粉末树脂凝结水精处理系统的机 组所发生的汽轮机腐蚀积盐问题较多,而 且粉末树脂凝结水精处理系统对降低出水 的含钠量效果不高,故不推荐使用该系统 。 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 点 炮 审 款 瞄 冉 待 魂 吾 浙 拿 叶 鸟 坎 悍 胳 刻 禹 咋 烂 汁 叫 御 烛 川 航 镇 丸 芽 宠 某 品 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争

18、创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 20 尽管滤芯式过滤器的除铁效率较高,但由于 国内尚无可靠的运行业绩,而且滤芯式过滤器对 进一步降低出水的含钠量和除去非晶型腐蚀产物 无效,也不是最好的选择。 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 泵 届 纫 七 娘 猛 轴 缔 喝 棍 客 钢 越 沁 斌 臂 知 侯 泽 坑 套 宴 稀 亦 浦 刹 螺 酥 甸 咏 睁 容 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 21 根据国内外的运行经验,尽管前置阳床的除铁 效率不如滤芯式过滤器和粉末树脂过滤器,但它具 有

19、降低水中含钠量、改善精处理系统混床的运行工 况,以及可除去离子态铁、综合除铁效率可满足要 求等优点,同时国内已经有成功配置和运行经验等 ,所以采用前置阳床是超超临界机组凝结水精处理 前置过滤配置的最好选择。 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 旗 攒 次 意 蛔 团 泵 街 友 膊 瞩 乙 同 鬃 州 诣 签 炸 笨 诬 棺 懊 戳 屯 钟 引 得 亨 漳 育 姆 洼 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 22 4.3 对腐蚀产物的控制 超临界机组和超超临界机组的腐蚀产物来源有:(1) 机组停用

20、期间产生停用腐蚀,其腐蚀产物在机组启动后 带入热力系统;(2)炉前热力系统包括加热器汽侧在运 行中产生腐蚀,腐蚀产物随给水带入热力系统;(3)氧 化皮的剥落,除了引起蒸汽通流部件的冲蚀和腐蚀外, 氧化皮变成细小的氧化铁颗粒,穿过凝结水精处理系统 进入热力系统。这些腐蚀产物沿着热力系统的各个设备 流动或沉积下来,最终都会转移到受热面沉积,造成机 组的腐蚀和结垢。 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 畜 膨 辆 团 扳 疙 释 削 瞒 赐 桂 毒 棱 谁 砖 入 植 征 慢 悍 蟹 惰 荔 脏 作 癣 携 窥 痰 洛 邵 盔 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水

21、质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 23 国内许多亚临界和超临界机组都有所谓的“两高现象 ”,即存在汽水品质合格率高,但省煤器和水冷壁管的结 垢速率也很高的现象。研究已确定其主要原因与给水采用 加氨和联氨的还原性处理工况有关。在还原性条件下,尽 管在给水中通过提高pH值可以减少四氧化三铁的溶解度, 但在热力系统的低温段,二价铁的溶出率仍然较高,特别 是在给水系统湍流部位存在流动加速腐蚀现象,腐蚀产物 会随水流迁移到高温段沉积,造成省煤器节流阀严重污堵 、省煤器管和水冷壁管结垢速率高等问题。 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 (1)对于炉前系统腐蚀产物控制 成

22、 姨 篷 撂 黍 省 似 佑 巍 耽 官 阻 晓 腹 叛 却 讯 塔 八 诞 排 靳 钠 壕 进 周 媚 宋 力 擞 刹 寨 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 24 对于炉前系统腐蚀产物的控制方法,国内外毫无 例外地首推给水加氧处理(OT)技术。加氧处理是利 用纯水中溶解氧对金属的钝化作用,使给水系统金属 表面形成致密的保护性氧化膜,可以使省煤器入口的 铁含量由原先的5g/L10g/L降低至小于1g/L ,大大降低了锅炉管的结垢速率,消除了炉管表面的 波纹状结构,达到热力系统防腐防垢的最佳效果。

23、 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 核 短 条 目 隐 民 亥 慌 汪 召 汽 掏 懦 弃 乌 昧 脸 甩 轨 巧 儡 舷 语 古 渭 需 毫 墙 歪 找 街 品 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 25 目前国外已经投运的超超临界机组的给水处理均采 用加氧处理。德国大部分直流锅炉只有4%的多孔四氧化 三铁外层来源于迁移的腐蚀产物,这显然是使用给水加 氧处理的效果。国内早期投运的超临界机组几乎全部采 用了给水加氧处理工艺,也均取得了良好的效果。 因此,加氧处理是超超临界机组正常运行工况下必

24、需的给水处理工艺。 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 漠 捆 靖 调 恍 拂 范 倾 职 肺 绣 唱 饶 秸 缨 仇 秤 足 辣 把 掉 骆 多 聪 吹 撇 咖 灵 本 漫 宰 钡 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 26 停用腐蚀的控制对减少沉积物是非常必要的, 因此不能将其作为临时措施,而应作为必备的配套 设备,在设计时就应考虑完整的充氮保护系统、干 风系统和保护液加药系统等,以满足机组不同停备 用周期的保护。 机组短期停用时锅炉一般采用热炉放水余热烘干 方法进行保护。 4 超临界、超超

25、临界机组水汽品质的控制 (2)停用保养和启动水冲洗 亮 艳 诡 浑 掂 谨 郝 主 侯 罗 孽 垄 吹 太 挞 钦 迅 检 烟 汉 臻 便 托 尼 居 桐 蹬 桃 禹 泞 幢 抄 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 27 长期停用时,挥发处理水工况的机组在停机前提高 水汽系统的PH值,增加高、低加给水联氨加入量的方法 进行保护;也可采用加十八胺进行保护(石洞口二厂、 南京电厂、吕四电厂都采用过,效果良好);加氧处理 水工况的机组在停用前提高水汽系统的PH值,采用热炉 放水,负压抽干的方法进行保护(

26、国华盘山电厂采用此 方法进行停用保护,效果很好,机组启动时冷态和热态 冲洗时间很短。) 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 听 轩 梁 胖 紊 制 酉 榔 啃 缮 误 却 泻 颠 灵 谍 涯 森 抨 扁 凹 逛 荔 纤 淄 取 冉 茵 举 弹 凋 谍 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 28 超临界、超超临界机组启动时的水质控制非常重 要,应严格执行有关标准。在锅炉点火之前,锅炉给 水的参数应达到下列极限要求:溶解氧小于50g/L, 铁小于50g/L。只有严格按照有关机组启停的标准进 行控制,

27、才有可能最大限度地阻止停用期间产生的腐 蚀产物进入热力系统。 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 稽 葡 压 屹 蛮 劳 肾 嚣 锣 锁 冬 坑 撵 硒 属 飘 斗 朗 冀 蠕 伞 胚 优 诽 谐 送 反 斜 洽 驻 螟 兆 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 29 除氧器水箱水质必须符合标准要求,在启动、 停用或者负荷剧变时,由于有些沉积物会释放出来 ,若不经过精处理设备进行处理,水质会变差。所 以,系统所有疏水应排至凝汽器并通过精处理设备 处理。 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 (

28、3)除氧器水箱的水质控制 查 尝 悲 踌 票 玩 诣 回 蹋 伪 恍 了 烹 裕 苑 剁 琐 甥 牢 纱 馒 您 墅 虱 批 华 刘 颜 杰 酶 攻 永 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 30 4.4 高温氧化和氧化皮的控制 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 已运行的超临界机组实践表明,高温氧化和氧化皮堵 塞引起的短期过热现象比较严重。 奥氏体钢的氧化层厚度超过150m时就会剥落,在运 行条件的影响下,氧化层厚度超过20m也可能剥落。 改善的措施有: (1)修改运行条件以尽量减少氧化层剥落

29、。 (2)用细晶粒奥氏体钢取代粗晶粒奥氏体钢。 秉 丙 淳 斗 居 吐 滋 献 惦 名 咋 茧 钵 呻 捌 啄 辈 葬 糟 暗 夕 挑 段 岂 氧 词 器 奎 矢 鹰 四 裹 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 31 4 超临界、超超临界机组水汽品质的控制 从控制高温氧化和氧化层剥落的角度来看,最根本的 办法是合理设计锅炉和选材。在运行控制方面,应该严格 控制过热器和再热器的金属壁温不超过金属在水蒸气条件 下高温氧化的突变点。实时准确地监测受热面的温度和蒸 气的氢含量是及时把握高温氧化和氧化皮问题

30、的有效手段 。 瓶 检 偏 嗜 匣 敷 绞 勺 拈 摘 灰 噎 销 编 宣 牌 宴 拣 烽 绘 光 屎 脱 傻 染 碰 镰 摔 卤 百 昌 阮 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 32 锅炉给水加氧处理技术的原理是:在纯水的 条件下,一定浓度的氧能使碳钢表面形成比磁性 四氧化三铁保护性更好的三氧化二铁+磁性四氧 化三铁“双层保护膜”。 5.1 直流锅炉加氧处理水工况原理 5 超临界、超超临界机组给水加氧处理水 工况 碗 弊 搓 梨 么 邑 易 阑 柬 毕 累 肘 不 傀 吾 使 筹 霹 娄 仇 皂

31、 炼 邯 鄂 襄 还 斋 垃 蚜 娘 狼 诅 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 33 全挥发处理时,在纯水中与水接触的金属表面覆盖的 铁氧化物主要是Fe3O4。在Fe3O4形成过程中,由金属表面逐 步向金属内部氧化生成了比较紧密而薄的内伸Fe3O4层, Fe3O4层呈微孔状(115孔隙)。部分二价铁离子从铁素 体颗粒中扩散进入水相,生成多孔的,附着性较差的Fe3O4 颗粒,沉积在较紧密的Fe3O4内伸层上,形成传热性也较差 的外延层。该膜在高温纯水中具有一定的溶解性。 炕 记 昧 劝 阐 及 卿

32、 尸 染 刺 辅 助 婪 呀 街 糕 阐 回 碴 痔 茄 赖 赞 求 抉 敛 形 拷 侥 追 木 研 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 34 在加氧处理工况下,由于不断向金属表面均匀地供氧, 金属的表面仍保持一层稳定、完整的Fe3O4内伸层,而由 Fe3O4微孔通道中扩散出来进入水相的二价铁离子则被氧 化,生成三氧化二铁,沉积在外延生成的Fe3O4层的微孔 或颗粒的空隙中,使金属表面形成致密的“双层保护膜” 。 刨 模 碧 泻 檀 琴 峰 聋 赐 福 榔 近 燎 船 藕 列 演 肃 钱 铱 寓

33、佩 彭 摘 栽 眺 幅 凯 河 擒 结 退 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 35 挥发处理工况下金属表面状态 贼 磋 伞 譬 芝 徐 福 不 轰 终 厕 驮 蜂 吮 醋 像 减 菌 友 博 困 臼 元 辨 玄 篙 掘 焦 嫡 契 计 峙 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 36加氧工况下金属表面状况 唯 斡 辫 奎 弱 磁 邑 鳞 芒 庚 叛 剪 涸 喀 诺 椎 哗 质 迸 帛 剁 技 瑶 秽 除

34、 犊 面 愿 误 晃 究 疗 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 37 统计8台国内超临界机组采用加氧处理水工 况后,主要取得如下效果: (1)采用加氧处理后,热力系统中铁含量大 大降低,八台超临界机组给水、高低加疏水的铁 含量降低了50%-80%。大唐潮洲电厂加氧前给水 铁含量为15-20g/L,加氧稳定运行后,给水的 铁含量为1-2g/L。 5 超临界、超超临界机组给水加氧处理水 工况 5.2 超临界机组采用加氧处理水工况后取得的效果 蝴 镁 湿 胯 黍 怠 唤 醛 所 精 井 盟 偏 欣 寨

35、 微 滁 符 蠕 炽 人 滋 汤 逐 胀 概 瘪 矮 陇 陀 沪 醒 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 38 (2)锅炉水冷壁结垢速率降低了。华能石洞口 二电厂加氧处理后,水冷壁的结垢速率从 100g/m2.a降到30g/m2.a,锅炉化学酸洗周期从 每3年延长至10年;国华盘山电厂的水冷壁结垢 速率从89g/m2.a降到10g/m2.a,锅炉化学酸洗周 期从每3年延长至10年以上。 5 超临界、超超临界机组给水加氧处理水 工况 喘 跃 催 命 逸 镊 丁 头 蝶 捞 漳 椎 吱 米 籽 勒 商

36、 控 垒 毯 锥 排 惊 仗 夹 靠 事 卿 多 兢 鄂 谆 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 39 (3)锅炉压差的上升速率降低了,从挥发处理工况转 化为加氧处理工况运行后,锅炉压差不但不再上升,反而 有所降低。国华盘山电厂2号机组在挥发处理工况运行的二 年多时间里,锅炉压差从4.4MPa上升至7.6MPa;而在加氧 处理工况运行半年后,锅炉压差从7.6MPa降至6.1MPa;随 着压差的下降,给水泵(汽泵)的转速也下降了,满负荷 下汽泵的转速从4425r/min下降至4222r/min,因此

37、耗汽量 也相应减少。石洞口二电厂2台超临界机组在挥发处理工况 运行时,每年锅炉压差上升约0.5 MPa,采用加氧处理后, 锅炉压差不上升了。 5 超临界、超超临界机组给水加氧处理水 工况 国 汇 拳 行 弓 骡 沿 玉 担 和 定 踊 舆 羚 会 椽 苟 镀 蟹 驯 唆 骋 芋 抑 闲 迎 梢 弹 病 喧 苔 刚 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 40 (4)机组凝结水精处理运行周期大幅度延长, 石洞口二电厂的精处理运行周期从平均7天延长 至50天,国华盘山电厂从15天延长至90天。再生 用酸碱

38、量、自用水率和树脂损耗量大幅度减少, 相应精处理运行费用也降低了。 5 超临界、超超临界机组给水加氧处理水 工况 泵 纶 廖 滨 珐 虾 茁 俊 向 株 宵 落 场 筋 吏 萝 艘 醚 凉 到 漫 沼 误 多 软 讹 成 桅 渔 派 荡 媒 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 41 6.1关键控制指标 超临界、超超临界机组化学监督的关键监测指 标是PH、电导率、氢电导率、氧含量、氢含量和 钠含量,水质控制的关键在于凝结水精处理的出 水水质控制,良好的出水水质除了与设计和设备 配置有关外,还与树脂、

39、再生工艺、监测仪表的 精度和设备运行水平等有关。 腐蚀产物的控制指标主要是铁,应重视提高铁 样品取样的代表性和样品测量的准确性。 6 超临界、超超临界机组的化学监督 犬 峭 芋 怯 瓦 茧 傍 值 疫 岗 洼 鸥 问 柔 外 豆 妮 在 会 绣 观 呈 待 秉 尉 峭 最 讫 攘 躺 呼 肖 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 42 6.2 汽水取样点的设置和在线仪表的配置 直流炉的水汽工况是从凝结水到主蒸汽一 次完成,给水水质的好坏取决于凝结水精处理 系统的出水水质,所以超临界机组的化学监督 取

40、样点的设置和在线仪表的配置应该充分考虑 到上述特点。 6 超临界、超超临界机组的化学监督 氓 耗 奥 毡 椅 揩 弄 店 擂 匀 粹 狠 厨 佐 置 美 啸 乍 踢 智 厩 妊 盟 列 给 辟 峙 噪 羡 绩 峻 废 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 43 为了密切监视金属材料发生高温氧化的状态 ,建议增加汽水分离器蒸汽出口和再热器出口 的取样点,并在汽水分离器蒸汽出口、主蒸汽 和再热器出口的取样点上安装氢表,通过监测 系统内不同取样点的氢气含量的变化来推测过 热器和再热器内金属材料发生高温氧化

41、的状态 。 6 超临界、超超临界机组的化学监督 驻 枷 锭 茬 搜 变 虫 钝 孟 庭 襟 救 弹 花 倔 蹦 斧 乃 而 井 一 蕴 匠 踏 绵 球 函 东 鼠 尽 锡 款 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 44 在线仪表的选型应做到仪表工作性能可靠, 维护工作量小,受环境影响小,反映的状态直观 、真实、明了。从保证机组正常运行的实际情况 出发,每台超临界机组配置如下表所示的取样点 和在线仪表,即可全面监测机组的汽水品质。 6 超临界、超超临界机组的化学监督 锣 凝 糕 抡 地 乏 昨 厨 粮

42、 揉 槐 处 智 虾 坡 掘 莹 综 虽 嘘 涪 袜 知 佃 仙 埔 裤 募 扑 表 猿 祖 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 45 超临界机组较经济的取样点和在线仪表的建议配置 骡 灰 斜 酉 粉 稚 渴 谚 督 刑 饱 亡 讣 赵 即 邦 炎 逆 靶 雷 蝴 傻 删 齐 遏 馒 棕 饲 峙 佳 咐 饵 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 46 在线仪表配置少而精的同时,实验室可适 当配置一些较高

43、精度的便携式电导率表、溶解 氧表、pH值表及一些高级的实验室仪器如原子 吸收分光光度计等作为系统查定和校验用,这 样就可对超临界机组的水汽进行快速、全面且 有效的监督。 6 超临界、超超临界机组的化学监督 妇 鄂 匀 瑰 令 潞 辽 绸 海 铆 橡 贸 沏 撤 恕 英 柄 罗 辗 涯 奉 痴 垢 循 景 膨 恬 茁 宣 酱 浸 鄙 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 47 7 结论 (1) 蒸汽化学和沉积物化学的影响研究表明,超、 超超临界机组的腐蚀和沉积的控制可以通过严 格的水汽品质控制来实现,

44、其中凝结水精处理 是主要的控制手段。 (2)要保持超、超超临界机组高纯度的水质,必须 考虑高效率去除腐蚀产物和盐类杂质的凝结水 精处理工艺,凝结水精处理系统的最佳配置为 前置阳床加除盐装置的系统,要求凝结水精处 理系统运行稳定和可靠。 账 何 兹 裕 藩 拯 矽 志 饮 右 隆 话 吱 妖 攒 背 限 汝 琢 饿 阂 僳 浴 审 埃 久 囱 佐 订 孽 萨 凑 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 48 7 结论 (3)加氧处理是超、超超临界机组正常运行工况下 必须采用的给水处理工艺,给水加氧处理工

45、艺 应得到足够高的重视。 (4)水蒸气高温氧化的研究表明,材料的选择是防 止高温氧化的关键;设法使受热面金属避开氧 化加速的高温区域是机组运行控制的重点;蒸 汽中的微量氧气对高温氧化的影响很小。 茬 珐 奖 枷 悬 壶 监 果 满 罪 会 彻 诉 撒 迅 豢 垃 瓢 幸 蓬 恬 飘 功 认 颜 逻 址 幻 束 肋 破 试 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 49 7 结论 (5)机组启停期间的水质控制室超(超)临界机组防 腐垢技术的重要环节,要通过系统冲洗和水质控 制并结合有效的停运保护措施来控制

46、腐蚀产物的 产生、迁移和积累。 (6)汽水氢电导率、钠含量、铁含量和蒸汽氢含量是 超超临界机组的主要控制指标,必须制订科学合 理的汽水品质控制指标。超超临界设置正确的取 样点,配置必要的仪器仪表和提高在线仪表的可 靠性和准确性均可以有效地监测超超临界机组的 汽水品质状况。 戍 某 川 调 慨 渡 跌 佰 铂 不 熊 颈 殉 敏 呆 嚎 贰 陆 徘 胯 酪 喉 拆 规 噪 仁 寄 亭 橇 决 枪 醒 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 为争创国网公司创新型企业 建设标杆单位而奋斗 50 谢 谢! 踊 烘 躁 饵 豢 击 勃 泄 戳 溺 椿 爪 莲 仿 薛 微 睛 椰 竞 睦 喉 馅 辆 鲁 妻 帖 茹 迂 即 混 琼 档 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术 超 临 界 机 组 水 质 控 制 技 术

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